Trong một thời gian ngắn vào năm 1976, dường như tàu đổ bộ Viking Viking đã tìm thấy vi khuẩn trên Sao Hỏa! Những kết quả đó đã bị tranh cãi mạnh mẽ trong những năm kể từ đó, nhưng nhà nghiên cứu ban đầu của thí nghiệm, Gilbert Levin, vẫn cho rằng họ thực sự đã phát hiện ra vi khuẩn sao Hỏa.
Sương mù nước trên đá và đất trên sao Hỏa gần tàu đổ bộ Viking 2, ngày 18 tháng 5 năm 1979. Hình ảnh qua NASA / JPL / Ted Stryk / Hiệp hội hành tinh.
NASA có tìm thấy bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa vào những năm 1970 không? Đó là một câu hỏi đã được tranh luận nhiều trong vài thập kỷ qua, liên quan đến kết quả dương tính nhưng vẫn chưa có kết luận từ các thử nghiệm sinh học của hai tàu đổ bộ Viking năm 1976. Cả hai tàu đổ bộ đều báo cáo kết quả dương tính khi đất Hỏa được thử nghiệm cho sự hiện diện có thể của vi khuẩn, nhưng bây giờ, hầu hết các nhà khoa học đã kết luận rằng những kết quả đó là do hóa học bất thường trong đất, chứ không phải sự sống.
Nhưng không phải tất cả các nhà khoa học. Gilbert Levin, người điều tra chính cho thí nghiệm phát hiện sự sống được phát hành có nhãn (LR) cho cả hai tàu đổ bộ, vẫn cho rằng Viking thực sự đã khám phá ra sự sống trong cát đỏ của Sao Hỏa. Ông phác thảo lập trường của mình trong một ý kiến trong Khoa học Mỹ vào ngày 10 tháng 10 năm 2019.
Như Levin đã lưu ý, cả hai tàu đổ bộ đều gửi lại kết quả tích cực để phát hiện hô hấp vi sinh vật:
Vào ngày 30 tháng 7 năm 1976, LR đã trả lại kết quả ban đầu từ Sao Hỏa. Thật đáng ngạc nhiên, họ đã tích cực. Khi thí nghiệm được tiến hành, tổng cộng bốn kết quả tích cực, được hỗ trợ bởi lăm điều khiển đa dạng, xem trực tiếp xuống từ đôi Viking tàu vũ trụ hạ cánh khoảng 4.000 dặm. Các đường cong dữ liệu báo hiệu sự phát hiện hô hấp của vi sinh vật trên Hành tinh Đỏ. Các đường cong từ Sao Hỏa tương tự như các đường cong được tạo ra bởi các thử nghiệm LR của đất trên Trái đất. Dường như chúng tôi đã trả lời câu hỏi cuối cùng đó.
Các thí nghiệm dường như đang nói rằng có những vi khuẩn sống và thở trong đất sao Hỏa. Nhưng có một vấn đề lớn: cả hai tàu đổ bộ đều không tìm thấy chất hữu cơ trong đất, mà bất kỳ cuộc sống nào cũng sẽ được tạo ra và không có điều gì bạn không thể có được sự sống.
Viking 1 với cánh tay lấy mẫu ở tiền cảnh và rãnh sâu đào vào đất. Các thí nghiệm trên tàu đổ bộ - cũng như trên Viking 2 - dường như cho thấy sự hiện diện của các vi khuẩn sao Hỏa trong đất. Hình ảnh qua NASA / Roel van der Hoorn / Forbes.
Có ba thí nghiệm trên mỗi tàu đổ bộ, bao gồm cả LR, đã thử nghiệm suốt đời:
Máy sắc ký khí - Máy quang phổ khối (GCMS), sẽ làm nóng đất đến các nhiệt độ khác nhau và đo các phân tử chuyển thành dạng khí, có khả năng đo rất nhiều hợp chất phân tử với mật độ vài phần tỷ.
Thí nghiệm trao đổi khí (GEX) đã lấy một mẫu đất của sao Hỏa và thay thế bầu khí quyển sao Hỏa bằng helium, một loại khí trơ. Sau đó, họ áp dụng cả chất dinh dưỡng và nước, và tìm kiếm chữ ký của hoạt động sinh học: hấp thụ hoặc phát thải oxy, carbon dioxide, nitơ, hydro và metan.
Thí nghiệm Phát hành được dán nhãn (LR) đã lấy một mẫu đất sao Hỏa và áp dụng một giọt dung dịch dinh dưỡng cho nó, trong đó tất cả các chất dinh dưỡng được gắn thẻ carbon-14 phóng xạ. Carbon-14 phóng xạ sau đó sẽ được chuyển hóa thành carbon dioxide phóng xạ, chỉ nên được phát hiện nếu có sự sống.
Sự đồng thuận từ hầu hết các nhà khoa học trong những năm sau đó là có một thứ gì đó trong cuộc sống bắt chước từ đất, nhưng đó không phải là cuộc sống chính. Kết quả là, không có nhiệm vụ nào sau đây trong vài thập kỷ tới thực hiện bất kỳ thí nghiệm phát hiện sự sống nào như Viking đã làm. Thay vào đó, họ đã tập trung vào khả năng sinh sống trong quá khứ, có hay không sao Hỏa đã có thể hỗ trợ cuộc sống trong quá khứ. Đó là một chiến lược không phổ biến đối với nhiều người, vì dường như NASA đang từ bỏ mọi tìm kiếm bổ sung thực sự cho sự sống trên Sao Hỏa.
Gói thí nghiệm sinh học hoàn chỉnh, giống hệt nhau cho mỗi tàu đổ bộ. Hình ảnh qua NASA / Forbes.
Thí nghiệm LR khá đơn giản: làm ẩm các mẫu đất bằng nước canh dinh dưỡng đặc biệt và xem liệu nó có bị vi khuẩn tiêu thụ hay không; nó được thiết kế để phát hiện và theo dõi quá trình trao đổi chất của bất kỳ vi khuẩn nào hiện diện. Các chất dinh dưỡng được gắn thẻ với carbon phóng xạ. Thí nghiệm LR rất nhạy cảm với các quần thể vi khuẩn rất thấp và mỗi lần chạy thử nghiệm kéo dài trong bảy ngày. So sánh với thử nghiệm tương tự trên Trái đất dường như hỗ trợ cho việc giải thích sinh học về kết quả, như Levin đã giải thích:
Viking LR đã tìm cách phát hiện và theo dõi quá trình trao đổi chất đang diễn ra, một chỉ số rất đơn giản và không chứng minh được các vi sinh vật sống. Vài ngàn lượt chạy đã được thực hiện, cả trước và sau Viking, với đất trên mặt đất và nuôi cấy vi sinh vật, cả trong phòng thí nghiệm và trong môi trường tự nhiên khắc nghiệt. Không có kết quả âm tính giả hoặc âm tính giả đã từng thu được. Điều này hỗ trợ mạnh mẽ cho độ tin cậy của dữ liệu LR Mars, mặc dù cách giải thích của chúng được tranh luận.
Trong những năm kể từ Viking, muối perchlorate đã được tìm thấy trong đất sao Hỏa, được đề xuất như một lời giải thích cho việc thiếu chất hữu cơ mà Viking nhìn thấy, vì chúng có thể phá hủy chất hữu cơ. Nhưng gần đây hơn, chất hữu cơ có bây giờ được tìm thấy trong các tảng đá sao Hỏa bởi người đi đường Curiosity, cả những người đơn giản và những người khác phức tạp hơn một chút. Một số người trong số họ cũng gợi ý rằng họ đến từ các phân tử hữu cơ phức tạp hơn trước đây, nhưng Curiosity được trang bị để xác định xem những thứ này có nguồn gốc sinh học hay không.
Vào năm 2013, nhà thám hiểm Curiosity đã tìm thấy một số tảng đá được khai thác thú vị - hồ nước ngoài của hồ Gillespie - trong khu vực vịnh Gale Crater Vịnh Yellowknife. Những tảng đá giống như stromatolites hoặc thảm vi sinh vật trên Trái đất. Hình ảnh thông qua Tạp chí NASA / JPL-Caltech / MSSS / Astrobiology.
Như Levin đã tóm tắt:
Tóm lại, chúng tôi có: kết quả dương tính từ xét nghiệm vi sinh được sử dụng rộng rãi; phản ứng hỗ trợ từ các kiểm soát mạnh mẽ và đa dạng; sao chép kết quả LR tại mỗi trong hai địa điểm Viking; nhân rộng thí nghiệm tại hai địa điểm; và sự thất bại trong hơn 43 năm của bất kỳ thí nghiệm hoặc lý thuyết nào để đưa ra lời giải thích phi sinh học dứt khoát về kết quả Viking LR.
Kết quả Viking LR có thể vẫn còn tranh chấp trong nhiều năm tới, đặc biệt là nếu một phiên bản cập nhật của thí nghiệm không được gửi trở lại Sao Hỏa trong tương lai gần. Việc không có bất kỳ thí nghiệm tiếp theo nào trong những năm qua đã gây thất vọng, nhưng có vẻ như NASA hiện đang bắt đầu thực hiện nghiêm túc khả năng sự sống trên Sao Hỏa một lần nữa, ngay cả khi tăng dần. Rover Mars 2020, sẽ ra mắt vào năm tới và hạ cánh vào năm 2021, sẽ tìm kiếm bằng chứng của cuộc sống là nhiệm vụ chính của nó, nhưng sẽ tập trung vào kiếp trước, không phải sinh học hiện tại. Điều đó có thể không tham vọng như nhiều người mong muốn, nhưng đó là một bước đi đúng hướng.
Ngoài các chất hữu cơ, các phát hiện khác, gần đây hơn trên Sao Hỏa dường như cũng hỗ trợ ít nhất khả năng các vi khuẩn thực sự có mặt trong các mẫu đất mà Viking đã phân tích. Chúng bao gồm sự tồn tại của khí mêtan, được tìm thấy và ghi lại bởi người đi đường Curiosity, quỹ đạo và kính viễn vọng trên Trái đất. Chúng tôi chưa biết nguồn gốc của khí mê-tan sao Hỏa, nhưng ít nhất trên Trái đất, nó chủ yếu đến từ vi khuẩn (và bò!), Cũng như các quá trình địa chất khác. Sự tò mò cũng bắt gặp các thành tạo đá trong khu vực miệng núi lửa Yellowknife giống với stromatolites hoặc thảm vi sinh vật trên Trái đất, được sản xuất bởi các vi sinh vật. Phát hiện này là chủ đề của một phân tích sâu rộng của Nora Noffke tại Đại học Old Dominion. Một lưu ý tương tự, rover Spirit đã tìm thấy các thành tạo silica giống với các thành phần được tạo ra bởi các vi sinh vật trong môi trường suối nước nóng.
Gilbert V. Levin, tiến sĩ Hình ảnh qua Gilbert Levin.
Không ai trong số này đã được chứng minh là bằng chứng của cuộc sống, nhưng họ đang trêu ngươi. Thêm vào đó là những phát hiện từ nhiều máy bay, tàu đổ bộ và quỹ đạo tiếp tục cho thấy Sao Hỏa từng có môi trường sống dễ sống hơn nhiều so với bây giờ, với sông, hồ và thậm chí có thể là đại dương.
Ngoài ra còn có bằng chứng mới cho nước dưới bề mặt vẫn còn tồn tại trên sao Hỏa ngày nay, bao gồm cả bên dưới nắp băng cực nam và có lẽ ngay cả trong một hồ chứa toàn cầu. Tất nhiên, điều đó sẽ có ý nghĩa trực tiếp đối với khả năng sự sống - ít nhất là vi sinh vật - trên sao Hỏa ngày nay.
Levin đã liệt kê những manh mối tích cực khác có thể có về sự sống trên Sao Hỏa, trong bài viết của mình.
Mặc dù cuộc sống trên Sao Hỏa, dù là quá khứ hay hiện tại, vẫn chưa được chứng minh, công việc của Gilbert Levin và những khám phá khác tiếp tục đưa chúng ta đến gần điểm mà chúng ta có thể biết chắc chắn.
Thông tin thêm về công việc Levin xông có sẵn trên trang web của mình.
Điểm mấu chốt: Gilbert Levin, nhà điều tra chính cho các thí nghiệm phát hiện sự sống được phát hành có nhãn (LR) trên tàu đổ bộ Viking trên sao Hỏa vào những năm 1970, vẫn cho rằng họ thực sự đã tìm thấy bằng chứng về sự sống của vi khuẩn hiện tại trên đất sao Hỏa.